电离层延迟对分布式SAR编队相对定位的影响

建立星载GPS单层电离层延迟模型,利用CHAMP卫星双频GPS观测资料确定的单层投影高度为580 km.仿真分析了电离层延迟对分布式SAR编队CDGPS(载波相位差分GPS)相对定位的影响,主要分析结果表明:在mm量级的星间相对定位中,电离层延迟影响不可被忽略;太阳活动对相对定位的影响显著,当星间距离取1 km,在太阳活动强年,由差分电离层延迟引起的相对定位误差达到8.5mm,是太阳活动弱年的2倍.     

新乡观测的电离层TEC和板厚的统计与建模研究

利用１９８２年至１９９０年在新乡接收ＥＴＳ－Ⅱ同步卫星１３６ＭＨｚ信标所取得的电离层总电子含量ＴＥＣ月中值和相应的Ｆ２层临界频率，计算了电离层板厚，分析比较了电离层板厚、ＴＥＣ和Ｆ２层临界频率的日变化、季节变化和太阳活动变化的差异，给出了板层随太阳活动的抛物关系，建立了新乡的电离层板厚模式，并与国际参考电离层和中国参考电离层模式的结果进行了比较。结果表明，本文的板厚模式预报的结果在太阳活动高年较国     

张衡一号卫星观测的地基VLF波电离层加热扰动特征

电离层扰动主要由太阳活动和地球表面活动引起,通过对已知地基甚低频（very low frequency, VLF）波发射源引发的等离子体扰动进行特征研究,对于认识电离层环境变化具有重要的参考意义. 文中主要介绍了张衡一号01卫星原位探测科学载荷等离子体分析仪（plasma analyzer package, PAP）观测系统和数据产出,对该载荷在507 km轨道原位观测的、由地基NWC站大功率VLF人工源辐射引起的电离层加热扰动现象及特征进行了总结和分析. 观测结果表明:氧离子密度、离子温度、离子漂移速度等多个原位观测量在夜侧轨道均同时记录到NWC站上空北侧约50～500 km区域出现的电离层加热扰动现象,扰动持续范围约为300～400 km;通过对相同轨道电场数据进行功率谱计算可知,该区域电场增强主要频率与NWC站发射频率相同. 上述观测结果验证了张衡一号01卫星PAP对电离层离子参量扰动现象具有一定的探测分辨能力,地基大功率VLF电波能够对电离层等离子体环境产生明显的扰动影响,且扰动区域相对于发射源位置向磁赤道方向发生偏移.     

天波雷达电离层信道可用度统计方法研究

分析了影响天波超视距雷达(OTHR)可用度的电离层信道因素,依据一个太阳活动周期(11年)的电离层不稳定性数据,统计了中纬、中低纬和低纬地区的电离层信道可用度,OTHR频率管理系统综合考虑了电离层的基本特性以及高频干扰频谱分布特性,首次提出了基于频率管理系统工作频率表数据的电离层信道可用度的短期统计方法,并对太阳活动低年特定月份典型时刻(日出、日落、正午和夜间)的电离层信道可用度进行了统计分析.     

磁扰和磁静期间南极McMurdo地区电离层闪烁统计特征的对比分析

利用南极McMurdo站（地理经纬度（166.73°E,77.88°S）,地磁纬度80°S）2011-2014年电离层闪烁观测数据,对比分析了磁扰和磁静期间电离层闪烁发生率的周日分布、季节分布,以及随太阳活动变化的统计特征.结果表明:磁扰和磁静期间电离层闪烁的周日分布均在磁中午附近和磁子夜后出现峰值,而磁扰期的闪烁发生率显著高于磁静期,并且闪烁发生范围向低纬和高纬方向扩展;春秋季电离层闪烁发生率明显高于夏冬季,每年的2、3月份和9、10月份高发,冬季6月份发生率最低;磁扰期的季节性特征比磁静期更为明显,且闪烁发生范围、发生频率均明显大于磁静期;太阳活动对电离层闪烁的影响十分显著,随着太阳活动的增强,闪烁发生的范围和发生频率均明显增大.该研究结果有助于了解极区电离层闪烁的整体分布情况,将为极区电离层闪烁建模以及闪烁预报提供支持,对极区通信、导航定位等有着重要的应用价值.     

电离层天气预报研究进展

综述了国际上电离层天气预报的服务现状、研究进展和发展趋势;介绍了电离层天气预报的几种主要方法,它们是自相关函数法,多元线性回归法,人工神经网络法,暴时电离层经验修正模型,区域电离层预报方法和基于物理模型的电离层数据同化模型等.文章回顾了我国在电离层建模和预报方面的观测基础和主要研究结果;介绍了在电离层短期预报方面,特别是最近提出的"中国及周边地区电离层短期预报方案"的研究进展.随着空间探测技术的发展,特别是GPS接收机的广为应用和GPS/LED掩星技术的发展,给电离层探测和建模带来了革命性的变化.文章的最后部分对开展我国电离层天气预报工作提出了几点思考.     

电离层Faraday效应对远程预警雷达性能的影响

在对近地空间目标进行预警跟踪时,雷达发射的电磁波会在电离层中传播,电离层作为磁化等离子体,会导致电磁波产生Faraday旋转,从而对雷达探测性能造成影响。通过数值计算的方式,仿真了Faraday旋转效应导致的雷达极化失配损耗,并对仿真结果进行了分析。通过仿真结果可以看出:太阳活动高年,Faraday旋转角比太阳活动低年大;雷达工作频率越高,受Faraday旋转影响越小;目标仰角较低时,线极化失配损耗较小;椭圆极化方式下,极化失配损耗随椭圆轴比增大而增大;用圆极化方式可以最大程度地减小由Faraday旋转导致的雷达探测性能降低。     

高频海态监测中几种电离层杂波特性及成因分析

电离层杂波是制约高频海态监测雷达探测性能的因素之一,为进一步深入分析电离层杂波特性及成因,提出了对电离层探测信息的杂波分析方法.该方法在传统利用雷达回波进行分析的基础上,引入电离层垂直探测信息,综合应用电波传播理论,对电离层杂波进行分析.给出了常规F层杂波和出现概率较高的Es层强杂波、"微笑"型杂波的特性及产生机理.通过仿真分析和试验数据验证,证明上述分析方法和结果有效,可为电离层杂波抑制提供支撑.     

基于2007-2013年COSMIC掩星数据的电离层振幅闪烁研究

利用2007-2013年的COSMIC掩星数据，分析了E区与F区电离层闪烁的变化特征.发现用闪烁出现频次、闪烁发生率以及闪烁强度来表征的电离层闪烁出现规律比较相似.E区电离层闪烁在夏季半球的中纬地区最强，其次是春秋季的低纬地区和冬季半球.就经度分布来说，春秋季E区电离层闪烁呈四波结构.对F区电离层闪烁来说:南美-大西洋扇区在12月至点最为显著；非洲和太平洋扇区在6月至点最为显著；大西洋扇区在春秋分季最为显著.极区也出现中等强度的闪烁，尤其在南半球的90°E~180°E扇区较为显著.高纬E区电离层闪烁强度随太阳活动的增强而增强，而低纬和南半球的中纬E区闪烁随太阳活动的增强而减弱.高纬和低纬F区闪烁随太阳活动的增强而增强，而中纬F区电离层闪烁对太阳活动无显著依赖关系.对于赤道区来说，北半球60°W~60°E经度区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著，其次是南半球60°E~210°E附近；而对于高纬地区来说，F区闪烁强度随太阳活动的变化最为显著的区域在南半球60°E~210°E附近.     

基于GPS层析反演和斜向返回探测反演的电离层二维电子密度重构

GPS层析反演和电离层斜向返回探测反演可以给出电离层大尺度2维电子浓度分布,该文基于3次电离层垂测、GPS层析探测和斜向返回探测的实验结果,比较了GPS层析反演和电离层斜向返回探测反演得到的大尺度电子密度2维分布。结果表明GPS层析和电离层斜向返回探测都能较好地重构电离层电子密度分布,反映电离层大尺度的空间结构。通过和电离层垂测结果的比较,表明GPS层析和斜向返回探测反演得到电离层F2层最大电子密度和峰高具有较好的精度。     

电离层层析成像技术与电离层反演

系统介绍了利用电离层层析成像技术进行电离层反演的理论、模型及相应的计算流程.针对电离层层析成像反演算法对初始值比较敏感的特点,提出一种改进算法计算了电离层电子密度剖面,计算结果表明,改进算法可以改善电离层层析成像质量,具有高精度、大空间、实时等优点;最后介绍了电离层层析成像技术应用于电离层预报及地震前兆监测的前景.     

Ionospheric scintillation

Available observations of ionospheric scintillation are analyzed to evaluate the adequacy of existing models used for the interpretation of scintillation data. The theoretical models are reviewed and the frequency and propagation geometry dependences predicted by the models are compared with the observations. The models were used to construct scintillation occurrence distribution functions which show that scintillation phenomena significantly affect the design of transionospheric radar or communication systems operating at frequencies below 1 GHz. Diversity schemes useful for mitigation of scintillation effects are considered. Mention is made of the geophysical processes thought to be responsible for scintillation.     

Ionospheric scintillation theory--A mini-review

In this paper we briefly review the theories that are used to interpret ionospheric scintillation data. We have emphasized the full structure of the complex signal, because it is now being directly measured with a number of satellites that carry multifrequency phase-coherent beacons. The data that have been analyzed to date clearly show that large phase variations (greater than one radian) are an omnipresent feature of transionospheric signals.     

Ionospheric wave spectrum measurements

A significant quantity to be measured in the ionosphere is the local spectrum, S(k,ω), of either potential or electron density fluctuations. One can determine from S(k,ω) characteristics of the macroscopic plasma such as the local density and temperature, transport coefficients, and drift current. Determination of S(k,ω) may be carried out by measurement of the cross-power spectrum. Signals from two probes are passed through a cross-power spectrum analyzer, and the measurement is repeated for a series of probe separations. The resulting cross-power spectra, H(r,ω), must be Fourier-transformed to obtain S(k,ω). A number of questions pertinent to the use of this method in space are discussed. These include the expected signal-to-noise ratio, and the frequency and wave-number resolution attainable.     

Ionospheric direct measurement techniques

The most important physical parameters of the ionosphere which have been studied extensively over the years are: 1) the temperature, density, chemical composition, and directed motion (wind) of the ionized and neutral gas particles; and 2) the electric and magnetic fields. This review will discuss direct in situ techniques used on sounding rockets and satellites to measure these physical parameters. The techniques reviewed are restricted to those which are applicable to altitudes above about 100 km, where the mean free path is greater than the characteristic dimension of the instruments. Direct in situ instrumentation is defined, as far as this paper is concerned, as an experiment which measures the parameters in the immediate vicinity of the vehicle carrying the instrument; remote sensing techniques have already been reviewed elsewhere, therefore, will not be discussed here.     

多数据源电离层层析成像方法

卫星信标电离层层析成像(CIT)是一种高度不适定性问题,有限视角、稀疏布站等原因造成电离层CIT数据采集严重不完整,CIT结果精度不高,尤其是垂直误差可达50km以上。为了解决CIT结果精度不高的问题,提出一种融合地面垂测、斜测数据、顶部探测仪数据和三频卫星信标数据的多数据源电离层联合CIT方法。该方法采用建立在实测数据基础上的迭代初值,与实际偏离较小,能够提高CIT反演结果的精度;同时地基设备和顶部探测设备有较高的垂直分辨率,与卫星信标结合能够有效解决有限视角问题,提高CIT结果的垂直分辨率。     

电离层扰动与磁层耦合

本文通过两个事例分析表明，磁暴期间磁层对流和沉降粒子的增强不仅对极光区了层扰动形态有控制作用，而且也会引起继后的中低纬及赤道电脑层同纬区低热层大气受热后，Ｆ层抬升和中性大气成分变化导致的电子密度正、负扰会向低纬扩展；在Ｅ层高度上，扰动发电机对赤道区喷泉效应的抑制使驼峰区扰动更为突出。这些过程均使中低纬电离层ｆ０Ｆ２和ｈｍＦ变化中出现相应特征。地面电离层垂测站在夜间常能观测到多站几乎同时的ｈｍＦ上升     

电离层多普勒频移的预测

超视距雷达工作在短波波段,通过电离层的折射,可探测到常规雷达无法探测到的地平线以下的远距离目标。但雷达电波经电离层折射,探测结果必然受到电离层的影响,其主要特征之一是回波谱中常伴随多普勒(Doppler)频移。文中简单描述电离层Doppler频移的产生机制,并在已预测电离层信道参数的基础上利用数字射线追踪技术对E层、F2层的高频天波Doppler频移进行预测。     

Ionospheric tomography using GNSS reflections

We report a preliminary analysis of the impact of Global Navigation Satellite System Reflections (GNSS-R) data on ionospheric monitoring over the oceans. The focus is on a single polar Low Earth Orbiter (LEO) mission exploiting GNSS-R as well as Navigation (GNSS-N) and Occultation (GNSS-O) total electron content (TEC) measurements. In order to assess impact of the data, we have simulated GNSS-R/O/N TEC data as would be measured from the LEO and from International Geodesic Service (IGS) ground stations, with an electron density (ED) field generated using a climatic ionospheric model. We have also developed a new tomographic approach inspired by the physics of the hydrogen atom and used it to effectively retrieve the ED field from the simulated TEC data near the orbital plane. The tomographic inversion results demonstrate the significant impact of GNSS-R: three-dimensional ionospheric ED fields are retrieved over the oceans quite accurately, even as, in the spirit of this initial study, the simulation and inversion approaches avoided intensive computation and sophisticated algorithmic elements (such as spatio-temporal smoothing). We conclude that GNSS-R data over the oceans can contribute significantly to a Global/GNSS Ionospheric Observation System (GIOS).     

电离层衰落特性分析

短波电子信息装备以电离层为信号传播媒介辐射,能实现地面距离数千公里的通信、探测和电磁信号侦收.而电离层复杂的时空变化特征,会对短波电子信息装备性能能否充分发挥产生极大的影响,因此,在各型短波电子信息装备建设过程中,必须充分考虑不同作战时间下的短波电离层信道变化.文中开展了短波电波传播衰落特性与时间场景特征关联研究,为短...